[发明专利]一种高效厌氧反应装置

说明书

技术领域

本发明属于环保、化工、生物发酵等技术领域，具体涉及一种新型高效厌氧反应装置，特别适用于有机废水的厌氧生物处理。

背景技术    

厌氧生物处理技术是把废水处理和能源回收利用相结合的一种低成本技术。在厌氧条件下，利用微生物的自身代谢作用，把废水中的有机污染物转化成沼气，从而使污水达到净化的过程。与好氧生物处理相比，厌氧生物处理具有耗能少，污泥产量低，能回收清洁能源(沼气)的优点，是实现循环经济的有效手段之一，应用前景广阔。

近30年来，随着生物科学技术的发展和人们对厌氧技术原理认识的深入，厌氧生物反应技术得以飞速发展，为高浓度工业有机废水和生活污水的处理提供了重要手段。目前，厌氧生物反应器已发展至第三代。第一代厌氧生物反应器以普通厌氧消化池为代表，其典型特征是：反应器呈全混合，没有污泥循环，处理效率较低。第二代厌氧生物反应器以升流式厌氧污泥床（UASB）反应器为代表，其典型特征是：其内设有三相分离装置，污泥循环利用，处理效率得到提高。第三代厌氧生物反应器以厌氧内循环反应器（IC）为代表，其典型特征是：在UASB的基础上，设置两层或多层三相分离装置强化三相分离效率，增设内循环提高搅拌强度，改善泥水混合效果，一定程度上缓解了短流、沟流和死角等问题，提高了反应器的处理效能。

目前应用较广、以IC反应器为代表的第三代厌氧反应器，仍存在以下不足：（1）高度依赖三相分离器，而三相分离器结构复杂，设计困难，成本较高。（2）三相分离过程互相牵制，特别在上升流速较高时，分离效果显著下降，出水水质恶化。（3）气泡在混合液中聚集形成正压，并在此正压驱动下从混合液中逸出，属于被动分离。（4）高度依赖颗粒污泥，而颗粒污泥的培养十分困难，导致启动周期过长。

发明内容

本发明目的在于提供一种新型高效厌氧反应装置，该装置具有良好的废水处理效果。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高效厌氧反应装置，该装置包括上端敞口的外筒、位于外筒底部的布水器和置于外筒内上下开口的悬浮反应筒，所述布水器与进水管连接；所述外筒和悬浮反应筒之间的夹层下部设有固液分离膜组件，固液分离膜组件下端连接出水管；所述外筒和悬浮反应筒之间的夹层上部设有水封槽，集气顶盖伸入装有水的水封槽内形成水封区，集气顶盖与排气管连接。其中，悬浮反应筒、水封槽及固液分离膜组件可以通过与外筒的内壁焊接，从而固定在相应的位置。

具体的，所述悬浮反应筒下端口内径大于上端口内径，从下到上分为三段依次为下筒体、第一渐缩筒和上筒体；第一渐缩筒整体呈锥台状，第一渐缩筒的斜面切线与水平方向的角度β在0°～90°之间（优选45°～60°）。

所述第一渐缩筒与水封槽之间的出水通道间距H₂在0.01～10m之间（见图1）。

所述外筒下部与排泥管连接；外筒的上端口内径大于下端口内径，从上到下分为三段依次为上筒体、第二渐缩筒和下筒体；第二渐缩筒整体呈倒锥台状，第二渐缩筒的斜面切线与水平方向的角度α在0°～90°之间（优选45°～60°）；也可以设置为曲面。

所述布水器的配水方式为一管一孔、一管多孔、枝状或环状等。

所述固液分离膜组件的有效分离孔径在0.01μm～1cm之间，所述水封槽内设置液位控制器。

所述进水管的管路上依次连接第一流量计、进水泵和第一阀门；所述排气管的管路上依次连接第二阀门、抽气泵和气压表。

所述出水管分为两个支路，其中一个支路的管路上依次连接第三阀门、抽水泵和第三流量计；另一支路的管路上依次连接第四阀门、反冲洗泵和第四流量计。

该高效厌氧反应装置分为五部分：进水配水区（外筒底部的布水器部分，即图1中的A区）、污泥床反应区（外筒的下筒体和第二渐缩筒部分，即图1中的B区）、悬浮反应区（悬浮反应筒部分，即图1中的C区）、气体优先分离区（集气顶盖的内部，即图1中的D区）和固液分离区（外筒和悬浮反应筒之间夹层的固液分离膜组件部分，即图1中的E区）；此五个区从下到上依次布置，并相邻连通。该反应装置和管路为金属、非金属或复合材质。所用阀门可以是截止阀、球阀、闸阀或蝶阀等。